Soal Dan Jawaban Osn Kimia Tk Kab Kota Tahun 2012 Seri A

16
OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2012 SELEKSI KABUPATEN / KOTA JAWABAN (DOKUMEN NEGARA) UjianTeori Waktu: 100 menit Kementerian Pendidikan Nasional Dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Managemen Pendidikan Dasar dan Menengah Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas 2012

Transcript of Soal Dan Jawaban Osn Kimia Tk Kab Kota Tahun 2012 Seri A

  • OLIMPIADE SAINS NASIONAL 2012

    SELEKSI KABUPATEN / KOTA

    JAWABAN(DOKUMEN NEGARA)

    UjianTeoriWaktu: 100 menit

    Kementerian Pendidikan Nasional Dan KebudayaanDirektorat Jenderal

    Managemen Pendidikan Dasar dan MenengahDirektorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas

    2012

  • OSK2012 ii

    Petunjuk1. Isilah Biodata anda dengan lengkap (di lembar Jawaban)

    Tulis dengan huruf cetak dan jangan disingkat !

    2. Soal Teori ini terdiri dari dua bagian:

    A. 20 soal pilihan Ganda = 40 poin

    B. 4 Nomor soal essay = 69 poin

    TOTAL = 109 poin

    3. Waktu yang disediakan: 100 menit.

    4. Semua jawaban harus ditulis di lembar jawaban yang tersedia

    5. Diperkenankan menggunakan kalkulator.

    6. Diberikan Tabel periodik Unsur.

    7. Anda dapat mulai bekerja bila sudah ada tanda mulai dari pengawas.

    8. Anda harus segera berhenti bekerja bila ada tanda berhenti dari Pengawas.

    9. Letakkan jawaban anda di meja sebelah kanan dan segera meninggalkan ruangan.

    10. Anda dapat membawa pulang soal ujian !!

  • OSK2012 iii

    LEMBAR JAWABAN

    Bagian A

    Beri Tanda Silang (X) pada Jawaban Yang Anda Pilih

    No Jawaban No Jawaban

    1 A B C D E 11 A B C D E

    2 A B C D E 12 A B C D E

    3 A B C D E 13 A B C D E

    4 A B C D E 14 A B C D E

    5 A B C D E 15 A B C D E

    6 A B C D E 16 A B C D E

    7 A B C D E 17 A B C D E

    8 A B C D E 18 A B C D E

    9 A B C D E 19 A B C D E

    10 A B C D E 20 A B C D E

  • OSK2012 iv

  • OSK2012 v

    Tetapan dan rumus berguna

    Tetapan (bilangan) Avogadro NA = 6.0221023 partikel.mol1

    Temperatur K =OC + 273,15

    Tetapan gas universal, R

    R= 8,314 J.K-1.mol-1

    = 8,314 x107 erg. Mol-1.K-1

    =1,987 cal.mol-1.K-1

    = 0,082054 L.atm.mol-1.K-1

    Tekanan gas 1 atmosfir =760 mmHg =760 torr

    Persamaan gas Ideal PV= nRT

    Tekanan Osmosa pada larutan p =c RTMuatan elektron 1,6022 x 10-19 CTetapan Kesetimbangan air (Kw) pada25oC Kw= 1,0x10

  • OSK2012 1

    BAGIAN A

    Pilih Jawaban yang palin tepat (40 poin)

    1. Reaksi fasa gas berlangsung dalam syringe pada temperature dan tekanankonstan. Bila volume awal adalah 40 cm3 dan volume akhir adalah 60 cm3, reaksimanakah yang berlangsung?

    A. A(g) + B(g) AB(g)B. 2A(g) + B(g) A2B(g)C. 2AB2(g) A2(g) + 2B2(g)D. 2AB(g) A2(g) + B2(g)E. 2A2(g) + 4B(g) 4AB(g)

    2. Yang manakah berikut ini mengandung dua mol partikel zat terlarut?A. 1,0 dm3 dari 0,50 mol.dm-3 Na2SO4(aq)B. 1,0 dm3 dari 0,20 mol.dm-3 Al2(SO4)3(aq)C. 4,0 dm3 dari 0,25 mol.dm-3 CH3CO2Na(aq)D. 8,0 dm3 dari 0,125 mol.dm-3 CH3CO2H(aq)E. 1,0 dm3 dari 0,33 mol.dm-3 Cu(NH3)4SO4(aq)

    3. Sebanyak 20 cm3 gas hidrokarbon terbakar sempurna dalam oksigen berlebihandan menghasilkan 60 cm3 karbon dioksida serta 40 cm3 uap air ( STP ).

    Bagaimanakah rumus molekul dari hidrokarbon tersebut.

    A. C2H6B. . C3H6C. C3H4D. C3H8E. C6H6

    4. Perak (nomor atomnya 47) suatu target yang atraktif untuk sintesis nanokristal,mempunyai dua isotop alami: perak-107 dan perak-109. Kelimpahan relatif daridua isotop ini adalah 51,84% atom untuk perak-107 dan 48,16% atom untuk perak-109.

    Jumlah proton, neutron dan elektron untuk kation 109Ag2+ yaitu:

    Proton neutron elektron

    A. 47 62 45B. 47 61 46C. 47 60 45D. 47 62 47E. 47 61 45

  • OSK2012 2

    5. Berikut ini berturut-turut adalah delapan energi ionisasi ( kJ / mol ) unsur X:

    703; 1610; 2460; 4350; 5400; 8500; 10.300; 12300

    Berdasarkan energi ionisasi teresebut dapat diperkirakan bahwa unsur X adalahunsur Utama Golongan

    A. IIB. IIIC. IVD. VE. VI

    6. Suatu atom unsur X, oksidanya dapat berupa XO2 dan XO3. Bila oksida tersebutdilarutkan dalam air akan terbentuk asam lemah H2XO3 dan asam kuat H2XO4 .

    Bagaimanakah konfigurasi elektronik yang paling luar dari unsur X tersebut?

    A. s2 p2B. s2 p3C. s2 p4D. s2 p5E. s2 p6

    7. Berikut ini, manakah diagram orbital yang benar untuk atom 7N dalam keadaandasar:

    Jawab: D

  • OSK2012 3

    8. Berikut ini, manakah yang tepat mengenai deskripsi dot-elektron untuk sulfurdioksida, SO2?

    Jawab: B

    9. Tentukanlah spesi dibawah ini YANG PALING MUDAH LARUT dalam propanacair, CH3CH2CH3(l):A. CH3CH2CH2CH3(l)B. CH3CH2CH2CH2Cl(l)C. CH3CH2CH2CH2OH (l)D. CH3CH2CH2COOH(l )E. H2O(l)

    10. Berdasarkan reaksi berikut ini :KIO3(aq) + 5KI(aq) + 6H+(aq) 3I2(aq) + 6K+(aq) + 3H2O(l):

    Berapa mol iodine yang dapat diperoleh dari 1/6 mol Kalium iodat(V) ?

    A. 1 molB. 0,75 molC. 0,50 molD. 0,25 molE. 0,20 mol

    11. Dari data berikut ini pada 25 C,

    2 NOCl(g) 2 NO(g) +Cl2 (g) H0 = +75.56 kJ

    2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g) H0 = 113.05 kJ

    2 NO2(g) N2O4(g) H0 = 58.03 kJ

  • OSK2012 4

    Berapa nilai H0 pada 25C untuk reaksi berikut ini:

    N2O4(g) + Cl2(g) 2 NOCl(g) + O2(g)

    A. +95,52 kJB. +299 kJC. 186.8 kJD. -85,52 kJE. 246.65 kJ

    12. Uap hidrogen dan iodine berada dalam kesetimbangan dengan hidrogen iodida didalam gas syringepada temperatur konstan: H2 + I 2 2HI,

    Yang manakah berikut ini akan bertambah besar bila tekanan dinaikkan padatemperatur konstan? (asumsikan campuran ini bersifat ideal)

    A. Energy aktivasiB. perubahan entapiC. nilai KpD. tekanan parsial dari HIE. konstanta laju untuk reaksi ke kanan.

    13. Kolam renang umum sering diklorinasi untuk membunuh bakteri. Sebagai suatualternatif klorinasi, ion perak dapat dipakai dalam konsentrasi tidak lebih dari 10-6mol dm-3 dan tidak kurang dari 10-7 mol dm-3 dari ion perak. Yang manakah berikutini senyawa yang dalam larutan jenuh memberikan konsentrasi ion perak yangdibutuhkan?

    Senyawa Hasil kali kelarutan(Ksp)A. AgBr 5 x 10-13 mol2 dm-6B. AgCl 2 x 10-10 mol2 dm-6C. AgIO3 2 x 10-8 mol2 dm-6D. Ag2CO3 5 x 10-12 mol3 dm-9E. Ag2SO4 2 x 10-5 mol3 dm-9

    14. Perhatikan Gambar dibawah ini:

    Kurva I diperoleh dengan dara mereaksikan 1 gram logam Zn granular dengan HClberlebihan pada tem[peratur 30oC.

  • OSK2012 5

    Tentukanlah apa perubahan kondisi dalam reaksi yang menghasilkan kurva II

    A. Bila digunakan bubuk Zn

    B. Pergunakan hanya gram Zn

    C. Panaskan asam HCl sampai 40oC

    D. Encerkan asam HCl dengan air.

    E. Jawaban A, B, C dan D semua betul

    15. Perhatikan reaksi yang belum setara berikut ini :

    MnO4- (aq) + H+(aq) + Fe2+ (aq) Mn2+(aq) + Fe3+(aq) + H2O (l)Pernyataan yang benar mengenai reaksi tersebut adalah:

    A. MnO4- adalah reduktor dan Fe2+ adalah oksidator

    B. Bilangan oksidasi Mangan berubah dari +2 menjadi +7

    C. Fe2+ mengambil electron dari MnO4-

    D. Besi mengalami reduksi dan MnO4- mengalami oksidasi

    E. Fe2+ merupakan reduktor

    16. Bila kedalam larutan alkali dialirkan gas klorin (Cl2), dalam larutan tersebut Cl2berubah menjadi ion-ion Cl- dan ClO3-. Perbandingan mol ion Cl- dan ion ClO3-yang terdapat dalam larutan adalah:

    A. 1 : 1B. 2 : 1C. 3 : 1D. 5 : 1E. 7 : 1

    17. Molekul atau ion dibawah ini, manakah yang tidak dapat bertindak sebagai basaLewis?

    A. ClB. CNC. NH3D. H2OE. BF3

    18. Dalam suatu eksperimen, larutan 50 cm3 0,1 mol dm-3 dari larutan garam logamtertentu secara tepat bereaksi dengan 25 cm3 0,1 mol dm-3 larutan akua natriumsulfit. Persamaan setengah reaksi untuk oksidasi ion sulfit adalah:

    SO32-(aq) + H2O(l) SO42-(aq) + 2H+(aq) + 2e-.Jika bilangan oksidasi awal logam dalam garam ini adalah +3 , berapa bilanganoksidasi yang baru dari logam ini?

    A. 0B. +1C. +2D. +3E. +4

  • OSK2012 6

    H

    HC

    HH

    HHH

    CCC E.D.

    H H

    H C C CH H H

    CHH

    19. Pernyataan yang tidak tepat untuk kedua senyawa alkena berikut ini:

    CH3 CH2 CH = CH2 dan CH3 CH = CH CH3 adalah

    A.keduanya mempunyai isomeri geometri

    B.keduanya dapat berpolimerisasi

    C.keduanya bereaksi dengan bromin membentuk 1, 4 dibromobutana

    D. keduanya bereaksi dengan hidrogen membentuk butane

    E. keduanya bereaksi dengan KMnO4 dalam suasana alkali membentuk diol

    20. Suatu senyawa hidrokarbon X ( Mr = 56 ) ternyata bersifat dapat menghilangkanwarna larutan Br2/CCl4. Senyawa X tersebut adalah.

    Jawab: D

    A. H C C C

    H H H

    H H H

    H B.

    H

    HH

    CCH H

    C C H

    H H

  • OSK2012 7

    BAGIAN B

    Soal-1 (20 poin)Oksigen dapat dihasilkan dari pemanasan zat kimia yang kaya oksigen, seperti zat padat

    kalium klorat dengan katalis mangan dioksida.

    a) Tuliskan rumus kimia kalium klorat dan Mangan dioksida (2 poin)b) Tuliskan reaksi pemanasan garam tersebut yang menghasilkan oksigen (2 poin)c) Dari pemanasan 2 g kalium klorat, berapa L oksigen diperoleh jika diukur pada 25oC

    dan 1 atm dan reaksi dianggap berlangsung sempurna (4 poin)

    Oksigen juga dapat dibuat dari reaksi natrium peroksida dengan air

    d) Tuliskan reaksi natrium peroksida dengan air (2 poin)e) Untuk mendapatkan 1 L oksigen pada 25oC 1 atm, berapa banyak natrium peroksida

    yang diperlukan jika dianggap reaksi penguraian berlangsung sempurna (4 poin)f) Berapa bilangan oksidasi oksigen pada hidrogen peroksida? (1 poin)

    Senyawa yang mengandung oksigen disebut oksida

    g) Tuliskan reaksi belerang dengan oksigen, oksida apa yang dihasilkan? (2 poin)h) Tuliskan reaksi kalsium dengan oksigen, oksida apa yang terbentuk? (2 poin)i) Oksida mana yang bersifat asam? Buktikan (1 poin)

    Jawab:a. KClO3 dan MnO2b. 2KClO3 2KCl + 3O2c. O2 = 3/2*2/122,5*22,4 L = 0,55L

    d. 2Na2O2 + 2H2O 4NaOH + O2e. Na2O2 = 2*78/22,4 = 6,96g

    f. 2- untuk O2g. S + O2 SO2 oksida asam

    h. Ca + O2 CaO oksida basa

    i. SO2 + H2O H2SO3 HSO3- + H+

  • OSK2012 8

    Soal-2 (20 poin)

    Furan adalah suatu senyawa organik yang berwujud cair pada keadaan standar yang hanyamengandung karbon, hidrogen, dan oksigen. Senyawa ini banyak digunakan sebagaipelarut dan bahan baku nilon. Furan mengandung 70,6% karbon dan 5,8% hidrogen.

    a. Tentukan rumus empiris furan! (3)b. Menurut percobaan, massa molekul relatif furan adalah sekitar 70. Tentukan

    rumus molekul furan! (2)c. Tuliskan persamaan reaksi, termasuk fasanya, yang menunjukkan reaksi

    pembentukan furan dari unsur-unsurnya pada keadaan standar!(2)d. Gunakan persamaan pada (c) dan data perubahan entalpi standar berikut:

    C(s) C(g) H0 = +717 kJ/mol;

    H2(g) H(g) H0 = +218 kJ/mol;

    O2(g) O(g) H0 = +248 kJ/mol

    Hitunglah berapa perubahan entalpi reaksi penguraian cairan furan menjadiunsur-unsurnya pada fasa gas! Tuliskan persamaan reaksinya! (4)

    e. Furan adalah senyawa organik lingkar lima yang memiliki gugus eter (C-O-C)dan memiliki dua ikatan rangkap. Gambarkan struktur furan!(2)

    f. Berdasarkan struktur furan dan data energi ikatan berikut: C-C : 348 kJ/mol;C=C: 612 kJ/mol; C-H: 412 kJ/mol; C-O: 360 kJ/mol; perkirakan perubahanentalpi untuk penguraian gas furan menjadi atom-atomnya pada fasa gas!Tuliskan persamaan reaksinya! (4)

    g. Dengan menggunakan jawaban soal (d) dan (f), tentukan perubahan entalpiuntuk proses perubahan wujud dari cairan furan menjadi gas furan! Tuliskanpersamaan reaksinya! (3)

    Jawab:a. % berat O = 100(-70,6 +5,8) = 23,6 %

    C : H : O= 70,6/12 : 5,8/1 : 23,6/16 = 5,9 : 5,8 : 1,475 = 4 : 4 : 1

    Rumus empiris furan = C4H4O

    b. berat molekul = 4(12) +4(1)+ 16 = 68

    Rumus molekul furan =(C4H4O)nn =68/70 = ~1

    Rumus molekul furan = C4H4O

    c. 4C(s) + 2H2(g) + O2(g) C4H4O(l)

  • OSK2012 9

    d. Reaksi: C4H4O(l) 4C(g) + 4H(g) + O(g), H0 = +4050 kJ/mol

    e. Struktur furan:O

    f. Reaksi: C4H4O(g) 4C(g) + 4H(g) + O(g), H0 = +3940 kJ/mol

    g. Reaksi: C4H4O(l) C4H4O(g), H0 = +111 kJ/mol

    Soal 3 (9 poin)

    Nilai pH darah dalam tubuh manusia dijaga dalam rentang yang sempit yaitu dari 7,35hingga 7,45 oleh sistem buffer alami yang terdiri dari asam karbonat, H2CO3(aq) dan ionhidrogenkarbonat, HCO3-(aq)

    a. Larutan buffer yang konsentrasi H2CO3(aq) dan HCO3-(aq) sama, mempunyaipH = 6,10. Hitunglah konstanta dissosiasi, Ka, untuk H2CO3(aq). (2 poin)

    b. Hitunglah rasio (perbandingan) konsentrasi HCO3-(aq) dan H2CO3(aq) dalamdarah pada pH = 7,40 (3 poin)

    c. Apakah pH darah seseorang naik ataukah turun selama kerja fisik? Jelaskanjawaban anda! (2 poin)

    d. Jelaskan dengan singkat mengapa dalam sistem buffer H2CO3(aq)/HCO3-(aq)dapat menjaga pH darah. (2 poin)

    Jawab:

    a. Ka = 7,94 x 10-7 mol dm-3.b. 20c. Naik, karena kerja menghasilkan CO2, kadar H2CO3 turun kadar basa relatif tetap

    sehingga pH naik.d. Perubahan baik oleh pengenceran, penambahan sedikit asam atau basa dalam

    persamaan fungsi logaritma pengaruhnya kecil, sehingga perubahan pH yangrelatif kecil dapat diabaikan.

    Soal-4 (Total: 20 poin)

    Ketika natrium etanoat (CH3CO2Na) dilarutkan dalam air, terjadi reaksi kesetimbangan

    sebagai berikut:

    CH3CO2-(aq) + H2O(l) CH3CO2H(aq) + OH-(aq)

    Larutan natrium etanoat 0,01 M memiliki pH = 8,87.

    a. Hitung konsentrasi H+ dalam larutan! (3 poin)

  • OSK2012 10

    b. Hitung pula konsentrasi OH- dalam larutan! (2 poin)c. Hitung konsentrasi asam etanoat dalam larutan! (2 poin)d. Tentukan tentukan tetapan disosiasi asam, Ka, untuk asam etanoat! (4 poin)e. Hitung massa (dalam gram) natrium etanoat yang harus ditambahkan ke

    dalam 1 L larutan asam etanoat 0,10 M (dengan nilai Ka yang diperoleh dari

    jawaban soal (d). Jika tidak diperoleh jawaban pada (d), gunakan nilai Kaasam etanoat= 2x10-5) untuk menghasilkan larutan bufer (penyangga)

    dengan pH 4,7! (4 poin)f. Gambarkan struktur molekul asam etanoat! (2 poin)g. Jika asam etanoat direaksikan dengan isopropil alkohol (isopropanol),

    gambarkan struktur produk yang terbentuk dan tuliskan nama IUPAC-nya! (3poin)

    Jawab:

    a. [H+] = 108,87 = 1,35 x 109 M

    b. [OH] = Kw/[H+] = 1014/1,35 x 109 M = 7,41 x 106 M

    c. [CH3CO2H] = [OH] = 7,41 x 106M

    d. Dari persamaan kesetimbangan di atas diperoleh:

    Kb [CH3CO2H][OH]/[ CH3CO2 ] = (7,41 x 106)2/(0,01) = 5,49 x 109

    Ka = Kw/Kb = 1014/5,49 x 109 = 1,82 x 106

    e. Jika menggunakan nilai Ka = 1,82 x 106, maka:

    pH = pKa + log[ CH3CO2 ]/ [CH3CO2H]

    4,7 = 5,74 + log[ CH3CO2 ]/ (0,1) -1,04 + log(0,1) = log[ CH3CO2 ]

    log[ CH3CO2 ] = -2,04 [ CH3CO2 ] = 0,0091 M.

    Dalam 1 L larutan maka mol CH3CO2= mol CH3CO2Na = 0,0091 mol

    Maka massa natrium etanoat = 0,0091 mol x 82 g/mol = 0,7462 g

    Dengan cara yang sama, jika digunakan nilai Ka asam etanoat= 2x105, maka [

    CH3CO2 ] = 0,1 M, sehingga dalam 1 L larutan terdapat mol CH3CO2= mol

    CH3CO2Na = 0,1 mol. Maka massa natrium etanoat = 0,1 mol x 82 g/mol = 8,2 g

  • OSK2012 11

    f. asam etanoat

    CH3C

    O

    OH

    g. (1-metil)etil etanoat atau isopropil etanoat

    CH3C

    O

    OCH

    CH3

    CH3

    SEMOGA BERHASIL